KR20080020792A

KR20080020792A - 리프스프링 적용차량의 현가장치

Info

Publication number: KR20080020792A
Application number: KR1020060084101A
Authority: KR
Inventors: 이기연
Original assignee: 기아자동차주식회사
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2008-03-06

Abstract

본 발명은 리프스프링 적용차량의 현가장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동일한 현가계 구조로 여러 사양을 설계하는 상용차의 경우, 차량 중량이 일원화되지 않아 각 사양별로 차고의 차이가 발생하는바, 이를 개선하기 위해 리프스프링의 초기 장착시 반발력을 임의로 조정할 수 있도록 차고 조절장치를 설치하여 각 사양별로 원하는 차고를 설계자가 부여할 수 있도록 한 리프스프링 적용차량의 현가장치에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 차체 또는 프레임의 하부에 일정한 간격으로 힌지결합된 한쌍의 샤클과; 양단부가 상기 샤클의 하부에 힌지핀으로 결합된 리프스프링과; 상기 샤클 중 어느 하나와 연결되어 상기 리프스프링의 스팬길이를 조절하는 차고조절장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리프스프링 적용차량의 현가장치를 제공한다.

리프스프링, 현가장치, 샤클, 차고조절장치

Description

리프스프링 적용차량의 현가장치{Suspension for vehicle with leaf spring}

도 1은 본 발명에 따른 리프스프링 적용차량의 현가장치를 나타내는 구성도이고,

도 2는 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이고,

도 3은 종래기술에 따른 리프스프링 적용차량의 현가장치를 나타내는 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 프레임 11 : 지지브라켓

12 : 샤클 13 : 리프스프링

14 : 격판 15 : 힌지핀

16 : 클램프 17 : 차고조절장치

18 : 연결봉 19 : 길이조절용 너트

20 : 길이조절용 와셔 21 : 지지대

22 : 고정브라켓

통상적으로 차량의 현가장치는 차량의 주행중 노면으로부터 지속적으로 발생되는 진동 및 충격이 휠 및 차축(Axle)을 통해 프레임(또는 차체 바디)에 전달되는 것을 방지하는 기능을 한다.

또한 차량의 현가장치는 탑승자의 승차감을 향상시킴과 동시에 적재된 수화물의 손상을 방지하고, 무리한 충격에 의한 차체 부위가 손상되는 것을 방지하는 것이며, 휠의 불규칙한 진동을 억제하여 주행의 안전을 도모하는 장치이다.

한편, 상용차의 후륜에 적용되는 현가장치로서 리프스프링을 많이 사용하는 바, 리프스프링은 설계가 용이하고, 큰 하중을 부담하기에 효과적이다.

도 3은 종래의 리프스프링 적용차량의 현가장치를 나타내는 개략도로서, 탄성을 갖는 다수의 리프스프링(13)을 일체화하기 위해 판재 중앙에 클램프(16)가 체결되고, 리프스프링(13)의 일단부는 프레임(10) 또는 차체의 하부에 샤클(12)을 통해 결합되며, 타단부는 힌지를 통해 결합된다.

이와 같이 리프스프링(13)은 겹판의 굽힘 탄성계수를 사용한 것으로, 큰 하중이 걸리는 대형 트럭에 적용하는 경우에는 사용되는 겹판의 개수가 늘어나게 된다.

그런데 동일한 현가계 구조로 여러 사양을 설계하는 상용차의 경우, 차량 중량이 일원화되지 않고 각 사양별로 차고의 차이가 발생한다.

한편, 코일 스프링이나 토션바를 적용하는 차량의 현가장치에는 각각 차고 조절장치가 있어서 설계 초기에 동일한 구조의 현가장치에서 스프링 초기하중의 조정을 통해 차고의 수정이 가능하다.

예를 들어 토션바의 경우에는 차량 중량이 늘어나는 경우, 비틀림각을 조절하여 각 중량에 맞는 예비하중(pre-load)을 현가계 스프링에 부여함으로써 원하는 차고를 얻을 수 있다.

그러나 리프 스프링의 경우에는 설계 중량에 맞도록 차고를 조절하는 수단이 불가하며 부득이 이를 수행하기 위해서는 리프스프링의 개수 또는 리프스프링의 스팬 길이를 재조정하여야 한다.

이 경우 차고 조절을 위해 각 사양별로 리프스프링을 재설계하여야 하는 번거로움이 있고, 원가상승이 뒤따르게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 리프스프링의 양단부를 지지하는 샤클 중 어느 하나에 연결봉이 힌지결합되고, 연결봉에 나사부가 형 성되며, 연결부의 타단에 체결된 너트의 조임 및 풀림에 의해 연결봉의 상하움직임이 조절되며, 연결봉의 움직임이 샤클의 회전을 유도함으로써, 리프스프링의 스팬를 조절하여 리프스프링의 처짐량을 조절할 수 있도록 한 리프스프링 적용차량의 현가장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 리프스프링 적용차량의 현가장치에 있어서,

차체 또는 프레임의 하부에 일정한 간격으로 힌지결합된 한쌍의 샤클과; 양단부가 상기 샤클의 하부에 힌지핀으로 결합된 리프스프링과; 상기 샤클 중 어느 하나와 연결되어 상기 리프스프링의 스팬길이를 조절하는 차고조절장치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 차고조절장치는 하단부가 상기 샤클 중 어느하나와 연결되고, 외주면에 나사부가 형성된 연결봉과; 중앙에 형성된 관통홀을 통해 상기 연결봉의 상단부가 관통하고, 고정브라켓에 의해 고정된 지지대와; 상기 지지대의 상방향으로 상기 연결봉의 상단에 체결된 길이조절용 와셔 및 너트;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 고정브라켓은 프레임에 고정되고, 상기 연결봉의 움직임은 상기 길이조절용 너트의 조임 및 풀림을 통해 조절되고, 상기 연결봉의 하단부가 샤클과 힌지결합되며, 상기 연결봉의 상하움직임이 샤클의 회전을 유도하여 리프스프링의 스팬길이가 조절되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 리프스프링 적용차량의 현가장치를 나타내는 구성도이고, 도 2는 도 1의 "A-A"선을 따라 취한 단면도이다.

본 발명에 따른 리프스프링 적용차량의 현가장치는 차체 또는 프레임의 하부에 일정한 간격으로 부착된 한쌍의 지지브라켓(11)과, 지지브라켓(11)의 하단에 힌지결합된 샤클(12)과, 샤클(12)에 의해 양단부가 지지되는 겹판형태의 리프스프링(13)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 샤클(12)은 리프스프링(13)을 프레임(10)에 부착시키고, 리프스프링(13)이 인장 및 압축 운동시 발생되는 길이방향의 변위를 흡수하고, 두개의 격판(14)과, 격판(14) 사이에 평행하게 설치된 한쌍의 힌지핀(15)으로 구성되어 있다.

상기 리프스프링(13)은 일정한 폭과 두께를 갖는 판재가 여러개 겹쳐지고, 겹쳐진 판재의 중앙부가 클램프(16)에 의해 일체로 결합되어 있고, 리프스프링(13)의 양단부가 샤클(12)의 아래쪽 힌지핀(15)에 결합되어 있다.

여기서, 상기 샤클(12) 중 하나는 기존의 샤클과 동일한 기능을 가지나, 추가되는 샤클은 차고조절장치(17)와 연결되어 있다.

상기 차고조절장치(17)는 축방향의 길이 조정이 가능하도록 외주면에 나사부가 형성된 연결봉(18)과, 연결봉(18)의 타단부에 체결된 길이조절용 너트(19) 및 와셔(20)와, 와셔(20) 및 샤클(12) 사이에 고정된 지지대(21)를 포함하여 구성되어 있다.

상기 연결봉(18)의 일단부는 내부에 중공부가 형성된 원통형으로 형성되어 샤클(12)의 아래쪽 힌지핀(15)에 결합되어 연결봉(18)이 축방향으로 이동함에 따라 지지브라켓(11)과 결합된 샤클(12)의 힌지핀(15)을 중심으로 샤클(12)이 회전하는 구조이다.

상기 연결봉(18)의 타단부는 지지대(21)의 가운데 형성된 관통홀을 통해 관통하고, 그 위에 길이조절용 와셔(20)와 너트(19)가 순서대로 체결되고, 지지대(21)는 별도의 고정브라켓(22)에 의해 프레임(10)에 고정되어 있다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 리프스프링 적용 차량의 현가장치의 작동상태를 설명한다.

상기 지지대(21)는 별도의 고정브라켓(22)을 통해 움직임이 구속되는바, 고정브라켓(22)은 프레임(10)에 고정되어 지지대(21)가 움직임을 갖지 못하고 나사부를 갖는 연결봉(18)만이 길이조절용 너트(19)를 통해 샤클(12)을 움직이게 되어 있다.

즉, 길이조절용 너트(19)의 조임과 풀림을 통해 연결봉(18)의 움직임이 조절된다.

상기 연결봉(18)은 샤클(12)과 힌지로 연결되어 연결봉(18)의 상하움직임은 샤클(12)의 회전운동을 유도하고, 이를 통해 리프스프링(13)의 전체 스팬길이가 조절된다.

이때, P는 하중, l은 리프스프링의 스팬길이, n은 판재 개수, b는 판재 폭, h는 판재 두께, E는 탄성계수, δ 리프스프링의 처짐량이다.

상기 수학식1에 의해 리프스프링(13)의 처짐량은 스팬길이의 세제곱에 비례하므로, 스팬길이의 조절로 리프스프링(13)의 처짐량이 조절되며, 이를 통해 설계하중에 맞는 차고조절이 가능하다.

따라서, 설계사양이 다양한 상용차의 경우에 발생할 수 차량 중량의 차이에 의한 차고 변화를 설계 단계에서 능동적으로 조절함으로써, 설계적 자유도 향상을 통한 리프스프링(13) 사양의 단순화할 수 있다. 특히, 차량의 선회, 급제동 및 급출발 등에서의 자세제어를 위한 튜닝에 설계적 자유도를 획득할 수 있다.

또한, 차고조절은 차량의 동력 성능 및 자세제어에 큰 인자이므로, 궁극적으로는 차량의 동적 성능 및 자세제어를 가능하게 하는 독립인자를 확보할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 리프스프링 적용차량의 현가장치에 의하면, 따라서, 설계사양이 다양한 상용차의 경우에 발생할 수 차량 중량의 차이에 의한 차고 변화를 설계 단계에서 능동적으로 조절함으로써, 설계적 자유도 향상을 통한 리프스프링 사양의 단순화할 수 있다. 특히, 차량의 선회, 급제동 및 급출발 등에서의 자세제어를 위한 튜닝에 설계적 자유도를 획득할 수 있다.

Claims

리프스프링 적용차량의 현가장치에 있어서,

차체 또는 프레임의 하부에 일정한 간격으로 힌지결합된 한쌍의 샤클과;

양단부가 상기 샤클의 하부에 힌지핀으로 결합된 리프스프링과;

상기 샤클 중 어느 하나와 연결되어 상기 리프스프링의 스팬길이를 조절하는 차고조절장치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리프스프링 적용차량의 현가장치.
청구항 1에 있어서, 상기 차고조절장치는

하단부가 상기 샤클 중 어느하나와 연결되고, 외주면에 나사부가 형성된 연결봉과;

중앙에 형성된 관통홀을 통해 상기 연결봉의 상단부가 관통하고, 고정브라켓에 의해 고정된 지지대와;

상기 지지대의 상방향으로 상기 연결봉의 상단에 체결된 길이조절용 와셔 및 너트;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 리프스프링 적용 차량의 현가장치.
청구항 2에 있어서,

상기 고정브라켓은 프레임에 고정되고, 상기 연결봉의 움직임은 상기 길이조절용 너트의 조임 및 풀림을 통해 조절되고, 상기 연결봉의 하단부가 샤클과 힌지결합되며, 상기 연결봉의 상하움직임이 샤클의 회전을 유도하여 리프스프링의 스팬길이가 조절되는 것을 특징으로 하는 리프스프링 적용 차량의 현가장치.